Ритмы жизни
Все живые организмы, начиная от простейших одноклеточных и заканчивая человеком, обладают биологическими ритмами, которые проявляются в периодическом изменении характера жизнедеятельности и, как самые точные часы, отмеряют время жизни каждого из нас.
Ни один процесс в организме человека не может происходить непрерывно, а должен чередоваться с противоположно направленным действием.
Каждый вдох чередуется с выдохом, работа с отдыхом, бодрствование со сном, синтез с расщеплением и т. д. Таким образом, состояние организма человека никогда не бывает постоянным, а все его физиологические и энергетические параметры подвержены непрерывным колебаниям относительно своих средних значений, как по частоте, так и по амплитуде. Эти колебания называются биоритмами.
Ни один процесс в организме человека не может происходить непрерывно, а должен чередоваться с противоположно направленным действием.
С помощью биоритмов все живые организмы, в том числе и человек, обеспечивают устойчивость своего неравновесного термодинамического состояния.
Биоритмы являются способом успешного существования всех живых организмов. Они позволяют организму человека приспособиться ко всем циклическим изменениям окружающей среды.
Биологические ритмы имеют регулярный характер изменений своей интенсивности. Способность к таким изменениям жизнедеятельности передается по наследству. Биоритмы наблюдаются во всех клетках, тканях и органах, в целых организмах и в популяциях. Вместе с тем организм человека не может существовать без внешней среды. А так как сама внешняя среда, все сферы мироздания тоже охвачены колебательными ритмическими движениями, то совершенно неудивительно, что одним из неотъемлемых свойств всего живого является ритмичность процессов.
Установлено, что биологические ритмы человека тесно связаны с модифицирующим фактором внешней среды. Эта связь лежит в основе единства организма со средой обитания и во многом определяет экологические закономерности.
Большинство болезней у человека возникает из-за нарушения ритма функционирования органов и систем его организма.
В ходе исторического развития человек и все другие живые существа, населяющие нашу планету, усвоили определенный ритм жизни, обусловленный ритмическими изменениями геофизических параметров среды, динамикой обменных процессов.
В определенном ритме колеблются показатели нервной, мышечной, сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем, а также эндокринные и гематологические. В этом ритме меняются содержание и активность десятков веществ в различных тканях и органах тела, в крови, моче, поте, слюне, интенсивность обменных процессов, энергетическое и пластическое обеспечение клеток, тканей и органов.
Все эти ритмы (а у человека их уже обнаружено более ста) определенным образом связаны друг с другом, образуя единую, согласованную во времени ритмическую систему организма.
Чтобы наглядно представить себе эту информацию, рассмотрите среднюю длительность некоторых ритмических процессов в организме человека на рисунке 1.
Ритмическая система организма отражает взаимосвязанный ход ритмов различных функций, что дает врачам и физиологам ценный материал для диагностики болезней и прогнозирования состояния человека. Например, масса тела каждого человека достигает максимальных значений в 18–19 часов, температура тела – в 16–18 часов, частота сердечных сокращений – в 15–16 часов, частота дыхания – в 13–16 часов, гистологическое артериальное давление – в 15–18 часов. Уровень эритроцитов в крови – в 11–12 часов, лейкоцитов – в 21–23 часа, гормонов в плазме крови – в 10–12 часов, инсулина – в 18 часов, общего белка крови – в 17–19 часов. У человека в зависимости от времени суток циклически меняются физиологическое состояние, интеллектуальные возможности и даже настроение. Ученые доказали, что циклическая система организма управляется головным мозгом через циклические колебания концентрации гормонов в крови.
Рис. 1. Средняя длительность некоторых ритмических процессов в организме человека
Нарушение ритма сна и бодрствования может привести не только к бессоннице, но и к расстройству сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем. Поэтому так важно соблюдать режим дня.
Соблюдение биоритмов – один из способов сохранить свое здоровье.
Изменение ритмов – выход за пределы нормы либо появление их там, где они раньше не обнаруживались, – связано с болезнью. Старение представляет собой постепенную утрату ритмов. Отсутствие биоритмов несовместимо с жизнью.
В последние годы в науке о биоритмах было сделано многое, чтобы установить механизм возникновения гормональных ритмов. Ученые обнаружили в головном мозге человека «циркадный центр», а в нем – так называемые «часовые гены» биологических ритмов нашего здоровья.
В течение дня наш организм «бодрствует» и в основном настроен на переработку накопленных питательных веществ, чтобы получить энергию для активной дневной жизни.
Наоборот, в ночное время питательные вещества накапливаются и распределяются по организму, в соответствии с указаниями головного мозга, происходит восстановление и «починка» изношенных тканей. Изменения в интенсивности обмена веществ регулируются эндокринной системой, т. е. гормонами.
Вечером, перед наступлением ночи, в кровь из верхнего мозгового придатка, эпифиза, выделяется «гормон сна» – мелатонин. Это удивительное вещество производится эпифизом только в темную пору суток, и время его присутствия в крови прямо пропорционально длительности ночи. В ряде случаев бессонница у пожилых людей связана с недостаточностью секреции мелатонина эпифизом. Именно поэтому препараты мелатонина часто используют в качестве снотворных.
Мелатонин вызывает понижение температуры тела, кроме того, он регулирует продолжительность и смену фаз сна.
Человеческий сон представляет собой чередование медленно-волновой и парадоксальной фаз.
Медленно-волновой сон характеризуется низкочастотной активностью коры полушарий. Это – «сон без задних ног», время, когда мозг полностью отдыхает. Во время парадоксального сна частота колебаний электрической активности мозга повышается, и мы видим сны. Эта фаза близка к бодрствованию и служит как бы трамплином в пробуждение. Медленно-волновая и парадоксальная фазы сменяют одна другую 4–5 раз за ночь, в такт изменениям концентрации мелатонина в нашем организме.
Наступление ночи сопровождается и другими гормональными изменениями: повышается выработка гормона роста и снижается выработка адренокортикотропного гормона (АКТГ) другим мозговым придатком – гипофизом.
Гормон роста стимулирует анаболические процессы, например размножение клеток и накопление питательных веществ (гликогена) в печени. Не зря говорят: «Дети растут во сне».
АКТГ вызывает выброс в кровь адреналина и других «гормонов стресса» (глюкокортикоидов) из коры надпочечников, поэтому снижение его уровня позволяет снять дневное возбуждение и мирно заснуть. В момент засыпания из гипофиза выделяются опиоидные гормоны, обладающие наркотическим действием, – эндорфины и энкефалины. Благодаря им процесс погружения в сон сопровождается приятными ощущениями.
Перед пробуждением здоровый организм готовится к активному бодрствованию, в это время кора надпочечников начинает вырабатывать возбуждающие нервную систему гормоны – глюкокортикоиды. Наиболее активный из них – кортизол, который приводит к повышению давления, учащению сердечных сокращений, повышению тонуса сосудов и снижению свертываемости крови. Вот почему клиническая статистика свидетельствует о том, что острые сердечные приступы и внутримозговые геморрагические инсульты в основном приходятся на раннее утро. В настоящее время ученые разрабатывают препараты, снижающие артериальное давление, которые смогут достигать пика концентрации в крови только к утру, предотвращая возможность возникновения у больных людей смертельно опасных приступов.
Почему некоторые люди встают «ни свет, ни заря», а другие не прочь поспать до полудня? Оказывается, известному феномену «сов и жаворонков» есть вполне научное объяснение, которое базируется на работах Жэми Зейцер из Исследовательского центра сна (Sleep Research Center) Стэнфордского университета в Калифорнии. Она установила, что минимальная концентрация кортизола в крови обычно приходится на середину ночного сна, а ее пик достигается перед пробуждением.
У «жаворонков» максимум выброса кортизола происходит раньше, чем у большинства людей, – в 4–5 часов утра.
Поэтому «жаворонки» более активны в утренние часы, но быстрее утомляются к вечеру. Их рано начинает клонить ко сну, поскольку мелатонин поступает в кровь задолго до полуночи.
